皮托管风速传感器工作原理

皮托管风速传感器工作原理

皮托管，又名“空速管”，“风速管”，是一种用于测量气流总压和静压以确定气流速度的管状装置。它由法国工程师H.皮托发明，广泛应用于航空、气象等领域。本文将详细介绍皮托管的工作原理及其在现代科技中的应用。

用实验方法直接测量气流的速度比较困难，但气流的压力则可以用测压计方便地测出。它主要是用来测量飞机速度的，同时还兼具其他多种功能。因此，可用皮托管测量压力，再应用伯努利定理算出气流的速度。皮托管由一个圆头的双层套管组成（见图），外套管直径为D，在圆头中心O处开一与内套管相连的总压孔，联接测压计的一头，孔的直径为0.3～0.6D。在外套管侧表面距O约3～8D的C处沿周向均匀地开一排与外管壁垂直的静压孔，联接测压计另一头，将皮托管安放在欲测速度的定常气流中，使管轴与气流的方向一致，管子前缘对着来流。当气流接近O点处，其流速逐渐减低，流至O点滞止为零。所以O点测出的是总压P。其次，由于管子很细，C点距O点充分远，因此C点处的速度和压力已经基本上恢复到同来流速度V和压力P相等的数值，因而在C点测出的是静压。对于低速流动，由伯努利定理得确定流速的公式为：

根据测压计测出的总压和静压差P-P，以及流体的密 度ρ，可以按照公式求出气流的速度